CN102121120B - 铝电解中的电解槽摇篮架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝电解中的电解槽摇篮架，包括摇篮架侧壁，在摇篮架侧壁上设置有压电材料制成的变形约束装置。本发明通过在原有设备的电解槽摇篮架的侧壁外侧牢固粘贴压电材料，通过调节外加在该材料上的电压使压电材料产生相应程度的变形来约束摇篮架侧壁的变形。本发明不仅效果显著，而且结构简单易实现，原料价格低廉，成本低下。

Description

铝电解中的电解槽摇篮架
技术领域
本发明涉及一种铝电解中的电解槽摇篮架，特别是一种能防止侧壁变形的电解槽摇篮架。
背景技术
电解槽摇篮架是铝电解中不可缺少的设备之一。工艺专业设计的摇篮架一直沿用传统的形式。随着外力的加大，传统形式的摇篮架在力学性能上的弱点也暴露出来：侧壁因为外力加大(即生产的进行)而产生变形，影响生产的正常进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的电解槽摇篮架应用于铝电解中，该电解槽摇篮架能有效防止侧壁的变形，保证生产的正常进行。
本发明的技术方案：为了解决上述技术问题，本发明的铝电解中的电解槽摇篮架包括摇篮架侧壁，在摇篮架侧壁上设置有压电材料制成的变形约束装置。
进一步的，变形约束装置固定在摇篮架侧壁的外侧。
进一步的，变形约束装置通过粘结剂固定在摇篮架侧壁的外侧。
变形约束装置包括相互连接的约束体和控制器。
约束体的一侧为传感器，另一侧为致动器，中间为主结构，传感器和致动器通过控制器连接。
致动器包括叠加的若干片压电片。
约束体粘贴在摇篮架侧壁外侧的表面。
约束体还可以埋置在摇篮架侧壁内。
本发明通过在原有设备的电解槽摇篮架的侧壁外侧牢固粘贴压电材料，通过调节外加在该材料上的电压使压电材料产生相应程度的变形来约束摇篮架侧壁的变形。本发明不仅效果显著，而且结构简单易实现，原料价格低廉，成本低下。
附图说明
图1是本发明的约束变形装置的模块结构示意图；
图2是电解槽摇篮架的受力示意图。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图2所示的电解槽摇篮架的受力示意图，摇篮架底部由支撑梁1支撑，侧壁2在压力作用下将会发生位移形变，为解决这个问题，本发明在摇篮架侧壁的外侧通过粘结剂固定有压电材料制成的变形约束装置，来约束侧壁的变形。该变形约束装置的模块结构如图1所示，包括粘贴在摇篮架侧壁外侧表面或埋置在摇篮架侧壁内的约束体，约束体连接有控制器，其中，约束体包括主结构(basic structure)、传感器(sensor)和致动器(actuator)，传感器和致动器分别位于主结构的两侧，并通过控制器(controller)连接，实现材料的变形控制。
压电材料具有很好的力学性能、低的声效阻抗、宽的响应频率及动态响应性能，且价格低廉，在许多领域都有巨大的应用潜力。
压电传感器是利用压电材料的正压电效应，即压电材料变形时会在两极感应出电荷，把机械量转换成电量。压电传感器是一种应变传感器，通过应变来进行其他机械量的测量。压电传感器与应变片同属于应变传感器，但压电传感器具有后处理电路及其调式简单，受温度的影响小的优点。压电致动器则是利用压电材料的逆压电效应，通过施加控制电压使压电致动器本身变形来对结构产生驱动作用，是一种应变执行器。压电致动器产生的驱动力较小，多用于柔性结构的振动主动控制中。用多片压电片叠起来的压电堆可以在一定程度上解决压电执行器驱力小的问题。
本发明的变形约束装置通过以下步骤实现：
1、首先计算出原有电解槽摇篮架在外力作用下，即在生产中产生的变形；
2、应用有限元仿真分析软件中的压电分析来计算压电材料在不同电压下的变形，选用合适的实际外加电压；
3、选用高性能的粘结剂，将约束体与电解槽侧壁粘结牢固在一起。
当传感器变形时，产生电压，传递给控制器，控制器根据事先分析所得的压电材料的变形，给致动器施加电压，产生变形，从而约束电解槽摇篮架侧壁在生产中产生的位移变形。
如果压电材料的变形不足以抵消摇篮架自身的变形，还可以用加大摇篮架底部截面(变截面)的方法弥补。

Claims (5)

1.一种铝电解中的电解槽摇篮架，包括摇篮架侧壁，其特征在于：在摇篮架侧壁上设置有压电材料制成的变形约束装置；变形约束装置固定在摇篮架侧壁的外侧；变形约束装置包括相互连接的约束体和控制器；约束体的一侧为传感器，另一侧为致动器，中间为主结构，传感器和致动器通过控制器连接。
2.根据权利要求1所述的铝电解中的电解槽摇篮架,其特征在于：变形约束装置通过粘结剂固定在摇篮架侧壁的外侧。
3.根据权利要求1所述的铝电解中的电解槽摇篮架，其特征在于：致动器包括叠加的若干片压电片。
4.根据权利要求1所述的铝电解中的电解槽摇篮架,其特征在于：约束体粘贴在摇篮架侧壁外侧的表面。
5.根据权利要求1所述的铝电解中的电解槽摇篮架,其特征在于：约束体埋置在摇篮架侧壁内。
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